Metabolomic study of urine from workers exposed to low concentrations of benzene by UHPLC-ESI-QToF-MS reveals potential biomarkers associated with Oxidative stress and genotoxicity

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dc.creatorMichele P. R. Mendes
dc.creatorMaria José N. Paiva
dc.creatorIsabele C. Costa-Amaral
dc.creatorLeandro V. B. Carvalho
dc.creatorVictor O. Figueiredo
dc.creatorEline S. Gonçalves
dc.creatorAriane L. Larentis
dc.creatorLeiliane Coelho André
dc.date.accessioned2023-11-16T21:26:36Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:24:58Z
dc.date.available2023-11-16T21:26:36Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractO benzeno é um carcinógeno humano cuja exposição a concentrações abaixo de 1 ppm (3,19 mg·m-3) está associada a efeitos mielotóxicos. A determinação de biomarcadores como ácido trans-trans mucônico (AttM) e ácido S-fenilmercaptúrico (SPMA) mostram exposição sem refletir os efeitos tóxicos do benzeno. Por esse motivo, neste estudo foi investigado o metaboloma urinário de indivíduos expostos a baixas concentrações de benzeno, com o objetivo de compreender a resposta biológica à exposição a esse xenobiótico e identificar metabólitos correlacionados com os efeitos tóxicos por ele induzidos. Cromatografia líquida ultraeficiente acoplada a um espectrômetro de massa quadrupolo de tempo de voo (UHPLC-ESI-Q-ToF-MS) foi usada para identificar metabólitos na urina de expostos ambientalmente (n = 28) e ocupacionalmente (n = 32 ) ao benzeno (média de 22,1 μg·m−3 e 31,8 μg·m−3, respectivamente). A análise metabolômica não direcionada por PLS-DA revelou nove metabólitos urinários discriminando entre grupos e correlacionados estatisticamente com dano oxidativo (MDA, tiol) e material genético (aberrações cromossômicas) induzidos pelo hidrocarboneto. A análise das vias metabólicas revelou alterações importantes no metabolismo lipídico. Estes resultados apontam para o envolvimento de alterações no metabolismo lipídico nos mecanismos de ação citotóxica e genotóxica do benzeno. Além disso, este estudo comprova o potencial da metabolômica em fornecer informações relevantes para compreender a resposta biológica à exposição a xenobióticos e identificar biomarcadores de efeito precoce.
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.3390/metabo12100978
dc.identifier.issn2218-1989
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/61025
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofMetabolites
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectBenzeno
dc.subjectMetabolômica
dc.subjectEcotoxicologia
dc.subjectToxicologia
dc.subjectCategorias de trabalhadores
dc.subject.otherBenzene
dc.subject.otherMetabolomic untargeted
dc.subject.otherUHPLC-ESI-Q-TOF-MS
dc.subject.otherEnvironmental toxicology
dc.subject.otherOccupational toxicology
dc.titleMetabolomic study of urine from workers exposed to low concentrations of benzene by UHPLC-ESI-QToF-MS reveals potential biomarkers associated with Oxidative stress and genotoxicity
dc.title.alternativeMetabolomic study of urine from workers exposed to low concentrations of benzene by UHPLC-ESI-QToF-MS reveals potential biomarkers associated with Oxidative stress and genotoxicity
dc.typeArtigo de periódico
local.citation.issue10
local.citation.volume12
local.description.resumoBenzene is a human carcinogen whose exposure to concentrations below 1 ppm (3.19 mg·m−3) is associated with myelotoxic effects. The determination of biomarkers such as trans-trans muconic acid (AttM) and S-phenylmercapturic acid (SPMA) show exposure without reflecting the toxic effects of benzene. For this reason, in this study, the urinary metabolome of individuals exposed to low concentrations of benzene was investigated, with the aim of understanding the biological response to exposure to this xenobiotic and identifying metabolites correlated with the toxic effects induced by it. Ultra-efficient liquid chromatography coupled to a quadrupole-time-of-flight mass spectrometer (UHPLC-ESI-Q-ToF-MS) was used to identify metabolites in the urine of environmentally (n = 28) and occupationally exposed (n = 32) to benzene (mean of 22.1 μg·m−3 and 31.8 μg·m−3, respectively). Non-targeted metabolomics analysis by PLS-DA revealed nine urinary metabolites discriminating between groups and statistically correlated with oxidative damage (MDA, thiol) and genetic material (chromosomal aberrations) induced by the hydrocarbon. The analysis of metabolic pathways revealed important alterations in lipid metabolism. These results point to the involvement of alterations in lipid metabolism in the mechanisms of cytotoxic and genotoxic action of benzene. Furthermore, this study proves the potential of metabolomics to provide relevant information to understand the biological response to exposure to xenobiotics and identify early effect biomarkers.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9099-4843
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3090-7477
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6842-3016
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/ 0000-0003-0840-0810
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentFAR - DEPARTAMENTO DE ANÁLISES CLÍNICAS E TOXICOLÓGICAS
local.publisher.initialsUFMG
local.url.externahttps://www.mdpi.com/2218-1989/12/10/978

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